淺析膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用

（貴州碧水源環境科技有限公司，貴州 貴陽 550000）

前言

膜生物反應器是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。它不同于傳統活性污泥法，不使用沉淀池進行固液分離，而是使用膜分離技術取代傳統活性污泥法的沉淀池和常規過濾單元，使水力停留時間（HRT）和泥齡（SRT）完全分離，因此具有高效固液分離性能；同時利用膜的特性，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成5000～12000 mg/L 超高濃度的活性污泥，使污染物分解徹底，因此出水水質良好、穩定，出水細菌、懸浮物和濁度接近于零，并可截留糞大腸菌等生物性污染物，可同時去除污染物和實現污（廢）水再生回用。

一、膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用優勢

（一）占地面積小

根據工程實踐，占地面積比傳統工藝省50%以上，一般0.4～0.6m2/m3/d。

（二）出水品質高且出水水質穩定

1.膜絲平均膜孔徑達0.3μm，混合液中大分子物質被截留，使得出水細菌、濁度及懸浮物接近為0。運行過程中污泥老化引起污泥膨脹及絲狀菌引起的污泥膨脹基本不會引起出水細菌、濁度及懸浮物超標。

2.MBR工藝完全實現水力停留時間和污泥停留時間分離，較短水力停留時間實現較長的污泥停留時間，污泥齡可達15～30d，該泥齡下，有利于硝化菌和反硝化菌生長繁殖，從而保證污水中氨氮和總氮的去除效率，在城市生活污水工程實踐中，為保證總氮的去除效率，往往需補充碳源。薛濤等人研究在進水COD/TN值=4.0時，將污泥齡(SRT)從28～35 d延長至70～80 d，總氮去除率從61%提高至80%，出水總氮濃度從13 mg/L左右下降至6～8 mg/L，化學除磷費用僅增加了約0.02元/m3，剩余污泥明顯減量[1]。

3.MBR工藝污泥濃度可達5000～12000mg/L，抗沖擊負荷較強。

4.MBR工藝出水水質遠優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標，主控指標可達（地表水水質標準）（GB3838-2002）（總氮除外）

（三）剩余污泥量少

MBR工藝具有污泥齡長等特點，使得活性污泥本身發生好氧消化反應，使得活性污泥產量較常規活性污泥法減少30%～50%，極大減少污泥造成的二次污染及污泥處理及處置成本，緩解了傳統技術剩余污泥量大的難題。

（四）模塊化設計，具有按量擴容的靈活性

MBR工藝主要使用膜組器模塊，可根據實際水量對模塊進行增減，易于擴容和對現有的污水處理廠進行升級改造。

二、膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用劣勢

（一）直接運行成本高

1.膜組器清洗費高，約為0.05元～0.1元/m3。

2.膜吹掃風機電耗高，為保證膜組器正常運行，防止膜污染，膜組器器必須配套相應的洗膜風機，洗膜風量與膜組器投影面積呈正相關關系，其能耗與來水濃度基本無關。貴州某1.5×104m3/d污水處理廠配置膜吹掃風機采用空氣懸浮風機，一用一備，型號：ATB150HP-0.6，風量：88.6Nm3/min，額定（20℃，1 標壓），功率：110kw，其能耗與好氧池供氧風機滿負荷運行相當[2]。

（二）膜組器運行維護要求高

為保證膜組器正常運行，需使用不同藥劑對膜絲進行定期和不定期的清洗，以防膜絲污染。酸洗：藥劑為檸檬酸或者草酸，主要針對無機污染。堿洗：藥劑主要為次氯化鈉，主要正對有機污染。工程實踐中，清洗一般分為：維護性清洗，一周一次，藥劑濃度500～1500mg/L；恢復性清洗：一月一次，藥劑濃度2000～3000mg/L；酸洗周期：每半年一次或根據膜絲具體污染情況而定，1～2%（質量分數）的檸檬酸或草酸溶液；當在線化學清洗無法恢復跨膜壓差時，或壓差超過-35 KPa 時，需要考慮進行離線化學清洗。此時將膜組器吊出，置于專門的化學浸泡池進行浸泡處理。

鑒于洗膜的復雜性和重要性，對膜組器運行維護比廠去常規設備要求更高。

三、膜生物反應技術在環境工程污水處理中的具體應用

（一）A/O+MBR處理技術

貴州水源地準保護區某單位再生水處理工程，采用A/O+MBR工藝，輔助化學除磷，設計處理量100m3/d，實際處理量50～120m3/d，穩定運行三年，出水水質主控指標可達（地表水水質標準）（GB3838-2002）（總氮除外），出水全部回用[3]。

（二）EGSB-MBR組合技術

貴州某酒廠釀造廢水處理工程，采用前處理+水解酸化+EGSB+MBR工藝，處理計處理量150m3/d，穩定運行一年，出水水質達《發酵酒精和白酒工業水污染物排放標準》(GB 27631-2011)中直排標準。

結語：

綜上所述，在環境工程污水處理工作中，膜生物反應技術的應用已經越來越普遍，具有推廣和完善的價值。從目前來看，該技術雖然應用廣泛，但在實際應用存在投資高、運行成本高及膜組器維護保養要求高等缺點，需要進一步完善和研究。為此，現場工程技術人員需不斷總結經驗、學習技術，為我國環保事業貢獻更多力量。